节肢动物毒素研究进展

节肢动物（arthropod）是动物界中种类数量最多、分布范围最广的类群,现存110万~120万种。节肢动物毒素具有较强的生物学活性及独特的作用机制,其毒素分子能够作用于离子通道、细胞膜、受体和酶等靶点,影响神经、循环、免疫、肌肉等系统,从而进行快速、高效的捕食和防御。本文总结了有毒节肢动物毒素的来源、成分及作用靶点等信息,重点综述了毒素作用机制的分子基础,以及毒素参与的捕食、防御和趋避等生物学作用。     

动物毒素及相关药物研究进展

动物毒素是指有毒动物毒器分泌的毒液中,结构和功能丰富多样的蛋白质和多肽,其具有高活力、高结构多样性、高专一性等特点, 是药物开发的重要资源。综述了动物毒素药物的特点以及进入临床药物和候选药物分子的研究进展,同时分析了我国动物毒素类药物研发 中需要重视的问题。     

蝎毒素多肽致/抗痛的靶离子通道机制

疼痛调控是多通道、多受体和多系统介导的复杂生命医学热点问题。诸多靶通道特异性工具药的普遍缺乏,致使其机制解析和临床诊疗转化任重道远。蝎毒是多种毒素多肽的集合体,用于捕食和防御天敌,蛰伤诱致长时程炎症和疼痛。通常认为,类α长链肽类蝎毒素作用于钠通道,延缓钠通道失活,产生致痛效应,而类β长链多肽蝎毒素则相反。短链肽类蝎毒素作用于钾通道、氯通道和钙通道,呈现疼痛相关的功能多样化。因此,开发应用极具潜力的靶向蝎毒素,是解析疼痛调制新机制的重要工具分子。现对蝎毒素与疼痛相关离子通道互作的工作做一综述,并探讨蝎毒素多肽致/抗痛的分子功能多样性。     

猎物体温差异对短尾蝮捕食注毒量影响

毒液在毒蛇捕食行为中是重要且有限的资源,对不同状态的猎物进行差异化的毒液输出(毒液衡量)于毒蛇具有适应意义.蝮亚科Crotalinae蛇类具备感知热信号的红外系统,能对猎物体温进行差异化识别.毒液系统与红外系统均主要用于蝮亚科蛇类的捕食行为中,但2套系统间的互作却研究较少.实验使用化冻乳鼠作为猎物,将不同温度的乳鼠提供...     

有毒动物的毒素

动物界中有许多有毒的种类。它们的体内能产生毒素,这些毒素存在于动物体内的某些细胞、组织及器官中或分泌到体外,具有防御、辅助摄食等功能。毒素对其它动物体具有危害作用。     

芋螺毒素的翻译后修饰

芋螺毒素是一类由芋螺毒液管分泌的生物活性小肽,能特异地作用于各种离子通道和神经递质受体.芋螺毒素的一个显著特点是具有高度的翻译后修饰,包括Glu的γ羧基化、L型氨基酸到D型氨基酸的异构化、Pro等的羟基化、Trp的溴代等.这些翻译后修饰在提高芋螺毒素分子多样性的同时,也增强了芋螺毒素的功能.现主要针对芋螺毒素中的各种翻译后修饰的发现、分布、功能和参与反应的酶系统进行综述.     

种子捕食者对针叶树种子的捕食模式及二者的防御适应

在寒温带地区,针叶树种子因其油脂和蛋白含量高,成为许多动物的重要食物来源。在针叶林中,针叶树种子捕食者主要存在2种捕食方式,即传播前捕食和传播后捕食。通常,动物捕食种子的过程被认为是树种实现更新的重要途径。种子为躲避捕食者会形成相应的防御策略,种子的大小、营养、纤维含量、次级代谢产物等特征,通常也是植物种子防御捕食者捕食的策略。同样,这些防御策略一方面会影响种子捕食者的种群动态和取食行为,另一方面也可促使种子捕食者形成反对种子防御的适应对策。因此,研究种子捕食者捕食针叶树种子模式对于进一步认识针叶林中动物取食行为具有重要意义,同时,研究针叶树种子的防御及种子捕食者对其防御的适应策略,将有助于了解动植物之间相互作用。     

M-超家族芋螺毒素研究进展

芋螺毒素是来源于芋螺毒液的活性多肽,具有分子质量小,作用靶点广泛且特异性高的优点,是一种丰富的生物资源。M-超家族芋螺毒素是芋螺毒素中较为复杂的超家族之一,包括μ-、ψ-和κM-家族,分别作用于电压门控钠通道、N型乙酰胆碱受体和电压门控钾通道。另外,mr3a和tx3c的发现预示M-超家族可能存在新的家族。本文对这些芋螺毒素的生理学和药理学特征、结构与功能的关系及应用研究进行综述。     

寄生性膜翅目昆虫毒素的生态机制及应用前景

膜翅目昆虫利用高效的毒素进行自身防卫、攻击猎物和调节寄主生长发育.从寄生性膜翅目昆虫毒素的产生、类别、组份、性质、毒素的生态功能以及毒素的作用机制等方面综述了寄生性膜翅目昆虫毒素的研究概况.膜翅目的泌毒器官起源于外胚层,由生殖系统的附腺演化而来.毒液由成熟雌蜂的毒腺或酸腺所分泌,并贮于毒囊中.昆虫毒素是成分复杂的混合物,已知膜翅目昆虫毒素中含有烃类、醇类、醛类、酮类、羧酸类、酯类、内酯类、酶类等多种化合物.寄生性膜翅目昆虫的毒素在提高自身适应能力方面的作用是巨大的,如通过麻痹寄主提高产卵成功的概率、通过抑制寄主的生长发育和免疫功能提高后代的存活率、通过干扰寄主的生理活动改善后代的营养需求等.体外寄生蜂毒素可造成寄主幼虫停止发育、永久性的麻痹甚至死亡,这类毒素常为抑性的、广谱的,一般作用于中枢神经系统或神经-肌肉连接点.而体内寄生蜂多为容性寄生,其毒液中含有多分DNA病毒（PDV）,PDV通过抑制寄主免疫系统而巧妙地调节寄主的生理活动和发育,影响寄主的正常变态,大多数种类直到寄主结茧或做好蛹室时才将其杀死在安全的场所,从而使寄生蜂后代能够顺利完成发育.容性寄生蜂毒素对PDV的功能具有显著的增效或协同作用,而不会使寄主产生永久性麻痹.PDV对寄生蜂本身是非致病性的,与寄生蜂是一种分子水平上的共生或依生关系.寄生性膜翅目昆虫毒素显示了良好的应用前景,特别是在开发人类医药和特异性生物杀虫剂方面.但分离和纯化毒液中各个活性成分是应用的前提,也是生化和毒理研究的需要.     

梭菌神经毒素分子作用机制的相关研究进展

厌氧梭菌产生的神经毒素可以引起严重的神经失调,甚至威胁生命.作为具有很高同源性的7种毒素分子,它们既具有相似的发病机制又有不尽相同的结构基础和分子作用方式,从而产生不同的毒素活性.主要就神经毒素分子作用机制相关的毒素蛋白结构、毒素受体、毒素活性的发生、毒素与底物的作用、底物的调节作用与应用等内容的研究进展作一综述.     

荒漠草原地面节肢动物功能群对草地封育的响应

以宁夏盐池国家级草原资源生态监测站为依托,选择荒漠草原典型植被类型的封育与未封育样地调查了地面节肢动物、植被及土壤特征,同时根据动物食性对节肢动物功能群进行了划分.结果表明:荒漠草原地面节肢动物可划分为捕食性、植食性、腐食性和杂食性4种营养功能群.其中,植食性和捕食性节肢动物在数量上占优势,植食性和腐食性节肢动物生物量所占比例较大,表明荒漠草原地面节肢动物区系以植食性动物分布为其主要特征.围栏封育增加了捕食性、植食性和杂食性节肢动物个体数量和类群数,增加了捕食性和杂食性节肢动物的生物量,提高了捕食性和植食性节肢动物的物种多样性,这与植被恢复和土壤环境改善密切相关,说明荒漠草原围栏封育增加了地面节肢动物功能群的多样性和复杂性.但是围栏封育后,腐食性节肢动物个体数量减少,生物量降低,反映了腐食性节肢动物对放牧草地生境的依赖性.     

蛇毒合成调控机制和进化研究

蛇毒是一类组成复杂的生物毒素,不仅作为蛇捕食和防御的武器,还在促凝、抗凝、镇痛、戒毒、抗肿瘤等医药领域中得以使用,同时蛇毒还是科学家研究生物进化的良好模型。作者针对蛇毒组成的多样性、蛇毒合成的生物学机制以及蛇毒的生物演化进行简要综述。     

细菌中Ⅰ型毒素-抗毒素系统的研究进展

毒素-抗毒素系统是广泛存在于细菌和真菌细胞内的一对小型遗传控制元件,毒素基因编码稳定的蛋白质分子,抗毒素基因编码的则是稳定性较差的蛋白质或者是具有调控功能的RNA.人们对于毒素分子在细胞内的生物靶标、分子结构与功能、体内调节机制等进行了大量的研究,不仅揭示了毒素-抗毒素的生理功能,而且为多种生物技术中的应用提供了新的素材.目前发现共有5大类型的毒素-抗毒素系统,其中Ⅰ型毒素-抗毒素系统的抗毒素分子为调节型RNA,可以通过多种不同途径与毒素蛋白质的mRNAs结合从而中和毒素的细胞毒性.Ⅰ型毒素-抗毒素系统以其独特的调节性RNA的调控方式,成为目前毒素-抗毒素研究中的重要热点.本文将对目前Ⅰ型毒素-抗毒素系统的研究进展进行综述,并对其可能的应用前景进行展望.     

河豚毒素生态作用研究进展

河豚毒素(tetrodotoxin, TTX)取名于河豚鱼,最早从河豚鱼中分离纯化.自1964年河豚毒素化学结构被阐明以后,河豚毒素研究得到了生物学家、毒理学家、化学家、药理学家的广泛关注.河豚毒素具有许多天然同系物.河豚毒素及其同系物在自然界分布广泛,存在于一系列不同进化水平的海洋生物和少量的两栖动物体内.河豚毒素及其同系物可能具有防御、捕食及信息传递等生态作用,毒素在生物体内的分布与其生态作用密切相关.含有河豚毒素的生物对河豚毒素具有一定的耐受能力,其机制可能与生物体内存在河豚毒素结合蛋白或生物自身具有独特的钠离子通道结构有关.重点针对河豚毒素的生态作用及生物对河豚毒素的耐受机制进行了综述,以期为河豚毒素生态学研究及河豚毒素中毒事件的防范提供科学资料.     

织锦芋螺毒素的研究进展

芋螺毒素是来源于芋螺的毒液的活性多肽,由于其分子质量小、结构多样、作用靶点广泛、功能专一、组织特异性强等优点,广泛地被用作细胞中各种具有重要生理功能靶点的探针,以及作为新药的先导化合物甚至直接作为新药开发.芋螺可以分为食鱼、食软体动物和食虫3种类型,织锦芋螺是一种分布广泛的食软体动物芋螺.作为毒性最强的芋螺品种之一,织锦芋螺毒素成为食软体动物类芋螺毒素研究的代表.现对20世纪90年代末至今的织锦芋螺毒素方面的研究进行了综述.     

抑制剂胱氨酸结多肽的抗菌和杀虫活性及进化

抑制剂胱氨酸结(inhibitor cystine knot, ICK)多肽是胱氨酸结(cystine knot, CK)多肽的三大家族成员之一。这种类型的多肽含有反向平行的3个β折叠,由3对二硫键形成稳定的拓扑学打结。它们广泛地分布在动物、植物、真菌甚至原核生物中,具有蛋白酶抑制剂,离子通道毒素以及抗微生物、抗疟疾及抗病毒活性等多种生物学功能。本文首先总结了昆虫中已发现的抗微生物活性和离子通道毒素活性的ICK肽;然后介绍了有毒动物尤其是蜘蛛、蝎子,以及植物中一些神经毒素活性的ICK肽,它们通常靶向昆虫体内的各种离子通道,从而发挥杀虫效果;最后结合ICK肽的基因序列特征,结构域和二硫键数目以及物种分布,对其进化多样性进行了探讨。     

厚壳贻贝两种新型防御素的分子鉴定

贻贝是全球范围内具有重要经济价值和生态价值的双壳贝类。贻贝抗菌肽具有极强的分子多样性,也是当前抗菌肽研究的重要对象。防御素是贻贝抗菌肽的重要成员, 从厚壳贻贝中鉴定到2种新型防御素, 但其分子特性和免疫机制尚不清楚。为此, 对厚壳贻贝体内新发现的2种防御素开展研究。序列分析结果表明,2种新型防御素均具有节肢动物防御素结构特征,因而被命名为arthropod like defensin (ALD)。利用荧光定量PCR研究了2种防御素在贻贝不同组织及不同发育阶段的表达量差异。进一步分析了2种防御素在3种不同微生物诱导下的表达量时间曲线。利用固相化学合成技术对2种防御素的成熟肽区进行合成并开展了功能验证。研究结果表明, 2种ALD 主要表达部位在外套膜和消化腺, 且ALD-1具有雄性特异表达特征。此外, ALD-1和ALD-2在贻贝幼虫阶段均未表达; 在不同微生物刺激下, 2种ALD表现出不同的免疫反应模式, 显示出2种防御素具有不同的免疫调节机制。化学合成的2种ALD均具有抑菌活性, 其对不同微生物的抑制率在20%~80%之间。上述研究为深入了解贻贝免疫防御的分子机制,以及贻贝抗菌肽的免疫功能和后续的分子资源开发奠定了基础。     

国家自然科学基金委员会生命科学部2002年度资助重点科学基金项目一览表

项 目 名称氯代硝基苯类化合物的微生物降解途径和机理的研究中国西北地区微生物资源、分类与分子系统学研究红树植物适应性进化的模式与机制蓝藻异型胞分化秆1格式形成机理研究赤霉素对植物成花诱导的调控机理研究外来动物对入侵区域内生物多样性的影响昆虫对有毒化学物质的分子适应及其机理蛋白质结构预测协调脂肪干细胞增殖和分化的分子网络的结构及功能细胞内参与ca抖稳态平衡的膜蛋白的研究阿片类物质耐受成瘾及复吸的机理研究精子发生与成熟的分子机理的研究新的R,NA基因的功能与调控研究人类复杂性状的分子与统计遗传学研究濒危兽…     

剌毒鱼毒素研究进展

刺毒鱼是具有发达棘刺的有毒鱼类,其由表皮组织转化而成的毒腺能分泌毒液,毒液通过棘刺注入猎物体内,引起剧痛、痉挛、红肿、呕吐、溶血、心肌麻痹和血压下降等症状。已发现的刺毒鱼毒素主要来自鼬鱼、鲶鱼、江觚、鲈鱼等,其毒性组分主要为具有溶血活性、酶活性及神经毒性的蛋白质或多肽。目前仅有一种石头鱼（stonefish）抗毒素用于临床。本文就刺毒鱼的种类、毒素生化及药理特征的最新进展作一简要综述。     

微囊藻毒素生态学研究

通过对微囊藻毒素的生态学进行综述,认为藻毒素的产生和含量的变化受水环境生物多样性、环境因子和微囊藻自身生物量等的影响。保障蓝藻在种群竞争、生态演替中获得竞争优势的各因素中,藻毒素发挥了重要调节作用。研究蓝藻的产毒机制,对于理解水体富营养化机制,实施蓝藻水华的生物控制,最终对富营养化水体进行生态修复具有重要的理论意义和现实作用;